В Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН прошла научная сессия, посвященная 80-летию академика Николая Леонтьевича Добрецова, в течение многих лет возглавлявшего объединенный НИИ, куда входил также нынешний Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева. 

Прокомментировав во вступительном слове широчайший диапазон научных интересов юбиляра, директор ИНГГ академик Михаил Иванович Эпов подчеркнул: «В 2015-м году у Николая Леонтьевича было опубликовано 12 статей», а руководитель ИГМ академик Николай Петрович Похиленко отметил: «Если возникает какая-то проблема, он начинает искать ее корни. Для него это творчество». 

Одной из новых задач, требующих всестороннего осмысления, поделился Михаил Эпов. Он рассказал о возникающих возможностях, связанных с глубинным изучением Земли при помощи регистрации элементарных частиц. «Традиционные геофизические методы, я считаю, принципиально исчерпали свои возможности в той части, что связана со внутренним ядром нашей планеты, и последние 10 лет в научной литературе начинает обсуждаться вариант использования мюонов и нейтрино, для того, чтобы заглянуть вглубь этого объекта, — сказал академик. — Я проанализировал всю имеющуюся литературу на сей счет (она оказалась исключительно англоязычной) и выяснил: направление находится на самом раннем этапе развития. Конечно, предлагаемое очень дискуссионно, вводится много предположений. Для продвижения вперед необходимо иметь тестовые геологические объекты, которые уже хорошо изучены. Они должны быть достаточно большого размера, включать образования самой разной плотности, в том числе, и низкой».

В качестве двух таких испытательных «полигонов» Михаил Эпов предложил Алтайский и Байкальский регионы. В первом к настоящему времени проведена вся возможная геофизика, к тому же, там есть и значительные массивы изверженных пород, и межгорные впадины, заполненные породами относительно низкоплотными. Второй, в дополнение к схожим объектам, обладает впадиной самого озера Байкал, заполненной водой. Кроме того, там имеются байкальские тоннели, где можно проводить измерения потоков космических частиц и под землей. «Эти два региона могли бы претендовать на то, чтобы обкатывать геофизику элементарных частиц», — отметил академик Эпов. 

По словам директора ИНГГ СО РАН, в числе возможных применений нового метода есть идея привлекать его для мониторинга разработки месторождений. «Проблема в том, что обычно в таких объектах известно строение земной коры только до фундамента, как он устроен на большой глубине — непонятно. Здесь в качестве тестового можно было бы использовать Рогожниковское месторождение, где есть результаты зондирования до глубины 15 километров», — сказал Михаил Эпов.  «Постараемся взяться за это дело!», — прокомментировал доклад коллеги академик Добрецов. 

Вообще, о составе и строении внутреннего ядра Земли существует много гипотез — оно остается наиболее загадочной геосферой, проблема его состава и содержания все также далека от своего конкретного решения.  О том, что делается в этом направлении в ИГМ СО РАН, рассказал ведущий научный сотрудник института доктор геолого-минералогических наук Константин Дмитриевич Литасов. Он напомнил о новой лаборатории сверхвысоких давлений, где установлено современное оборудование, позволяющее ученым с помощью экспериментов и моделей заглянуть вглубь нашей планеты.

«На текущий момент, исходя из достаточно надежных данных, можно подчеркнуть, что в центре ядра существует отдельная структура с предпочтительной ориентацией и анизотропией скоростей сейсмических волн в радиусе примерно 500 километров», — отметил геолог. Кроме того, по его словам, геофизическими исследованиями подтверждаются различные свойства среды полушарий и в средней части объекта. Также там есть неоднородный граничный слой, который может свидетельствовать о том, что в нем действует трансляционная модель: одна часть ядра плавится в одном полушарии, а вторая кристаллизуется в другом.  

Как объяснил Константин Литасов, важнейшие эксперименты ученые проводят при самых разных давлениях, включая недавние опыты по распределению элементов между силикатными и металлическими расплавами, произведенные в алмазной ячейке. Эти процессы моделируют космохимические данные о рассредоточении веществ, позволяя сравнить состав земных пород с метеоритами (хондритами) и другими объектами Солнечной системы.  «По всем расчетам, основная часть легких элементов, таких как водород, углерод, азот, фосфор, хлор, сера, сосредоточены в ядре с самого его формировании на ранней стадии жизни нашей планеты», — прокомментировал ученый.

Одна из дальнейших задач, которую планируют решать исследователи — определение ликвидусных фаз (то есть, линии полного плавления твердого вещества) для того, чтобы выяснить, какое соединение кристаллизуется на границе внешнего и внутреннего ядра. До сих пор таких экспериментов не проводилось.